- Proteinler, organizmalarda en bol bulunan organik maddelerdir.
- Bütün proteinlerde karbon (C), oksijen (O), hidrojen (H), azot (N), bazılarında ise fosfor (P) ve kükürt de (S) bulunabilir.
-Yapı taşları (monomerleri) amino asitlerdir.
-Aminoasitlerin dehidrasyonu ile oluşurlar. Komşu amino asitler peptid bağı ile bağlanır. Her bir peptid bağına karşılık bir su molekülü açığa çıkar.
- Her canlının proteini kendine özgüdür. Çünkü proteinler, DNA’daki kalıtsal bilgilere göre ribozom organelinde sentezlenir. Ancak solunum enzimleri gibi canlılarda kullanılan ortak proteinler de vardır.
-Hücre zarının yapısına katılır.
- Hemen hemen tüm enzimlerin yapısına katılır.
-Bileşik enzimlerin apoenzim kısmını oluşturur.
-Birçok hormonun yapısına katılır.
-Temel yapıcı onarıcı besindir. Aynı zamanda düzenleyici ve enerji vericidir.
-Yüksek ve düşük sıcaklık, kuvvetli asit ve bazlar, yoğun tuz, yüksek basınç radyasyon gibi etkenler proteinlerin yapısını bozar. Bu
olaya denatürasyon denir.
-Denatüre olmuş bazı proteinler eski hâline dönebilir.
Buna renatürasyon denir. Eğer denature protein çözünmüş halde kalırsa, ortamın fiziksel ve kimyasal koşulları normale döndüğünde, renatüre olabilir.
Denatüre olmuş bir protein biyolojik özelliklerini kaybeder ancak besin değerini kaybetmez. Örneğin yumurta pişirildiğinde yüksek sıcaklık sonucu içerdiği proteinler denatüre olur ve bunun geri dönüşü yoktur.
Denatürasyonda amino asitler arasındaki peptid bağları korunur,
proteinin üç boyutlu yapısı bozulur ve fonksiyon gerçekleştiremez hale gelir.
Aminoasitlerin yapı ve özellikleri
-Doğada her ne kadar 300 kadar farklı amino asit çeşidi tanımlanmışsa da, bunlardan sadece 20 tanesi genetik kodun deşifre edilmesi ile protein sentezine girerler. Bitki ve bakteriler, yaygın 20 amino asitin tamamını sentezler.
-Bilinen 20 çeşit amino asidin 12 çeşidi insanlar tarafından dönüşüm reaksiyonlarıyla üretilebilir.
- Ancak insan ve hayvanlar 8 çeşit amino asidi üretemez.
Vücutta üretilemeyen ve hazır alınması zorunlu olan amino asitlere temel (esansiyel) amino asitler denir.
İnsanlar, temel aminoasitleri sentezleyemezler. Ancak temel aminoasit içeren proteinleri sentezleyebilirler.
-Bir amino asitte aynı karbon atomuna bağlı 3 grup ve 1 hidrojen atomu bulunur.
*Karboksil grubu (-COOH), (Asit kısmı)
*Amino grubu (-NH2), (Baz kısmı)
*Radikal (değişken) grup (amino asit çeşitliliğini oluşturur.)
Şekil: Bir amino asidin yapısı
- Amino asitler proteinlerin monomerleridir. Sindirilmezler. Peptid bağı içermezler.
-Aminoasitler hem asit hem baz kökü taşıdıkları için amfoter moleküllerdir.
-Hem asit ve hem de baz gibi davranabilirler.
-Proteinlerin canlıya özgü olmasının sebebi; DNA’daki kalıtsal bilgilere göre sentezlenmeleridir.
-Canlılarda protein çeşitliliğini ortaya çıkaran özellikleri;
-Sentezinde kullanılan aminoasit sayısının, sırasının ve çeşidinin farklı olmasıdır.
- Protein çeşitliliğinde amino asitlerin bağlanma biçiminin (peptid bağının) hiçbir rolü yoktur. Çünkü;
-Amino asitler arasındaki peptid bağları daima birinci amino asidin karboksil grubundaki karbon ile ikinci amino asidin amino grubundaki azot arasında kurulur.
-Ayrıca protein çeşitliliğinde proteinlerin üretildiği ribozomların ve rRNA'nın da bir etkisi yoktur.
Şekil: İki amino asidin peptid bağı ile birleşmesi -İki amino asidin bir peptid bağı ile birleşmesi sonucu dipeptit oluşur. Bir molekül su açığa çıkar.
-Üç amino asidin iki peptid bağı ile birleşmesi sonucu tripeptid oluşur. İki molekül su açığa çıkar.
-Çok sayıda amino asidin birleşmesi ile de polipeptit oluşur.
n= Amino asit sayısı dersek, kurulan peptid bağı sayısı = Açığa çıkan su molekülü sayısı = n-1 olur.
-Polipeptid ve protein terimleri tam olarak eş anlamlı değildirler.
- Proteinler 20 çeşit amino asitten oluşturulan polimerlerdir. Amino asit polimerleri polipeptidler olarak adlandırılırlar. Bir protein bir ya da birden fazla polipeptidden oluşmuş kendine özgü üç boyutlu yapıya sahip polimerlerdir.
-Polipeptidi bir ip yumağına benzetirsek protein, bu ip yumağı ile örülmüş hırka gibidir diyebiliriz.
Proteinlerin görevleri
- Proteinler canlılarda yapıcı, onarıcı ve düzenleyici olarak görev alır.
- Karbonhidrat ve yağlardan sonra 3. dereceden enerji kaynağı olarak kullanılır.
-Hücre zarının yapısına katılarak madde geçişlerinde önemli rol oynar.
- Enzim, hormon, vücut savunmasını yapan antikor ve antitoksinin yapısını oluşturur.
- Kanın ozmotik basıncını ayarlayan albümün, globülin (kan proteinleri), alyuvarlarda bulunan solunum gazlarını taşıyan hemoglobinin yapısını oluşturur.
-Çizgili kaslarda oksijen depo eden miyoglobinin yapısını oluşturur.
- Fibrinojenin yapısına katılarak kan pıhtılaşmasında görev alırlar.
-Yıpranan hücrelerin yerine yenilerinin yapılmasında etkilidir.
-Kıkırdak, kemik kas vb. dokuların yapısına katılır.
-Kasların kasılıp gevşemesini sağlayan aktin ve miyozin protein yapılıdır.
- Hücre, doku ve organların esas yapısını oluşturur.
- Hücre içi ve dışı sıvıların pH değişimlerini dengeleyerek homeostazinin (kararlı iç denge) korunmasında rol oynarlar.
-Besinlerle alınan proteinler, sindirim kanalında hidroliz edilerek amino asitlere dönüştürülür. Kan yoluyla hücrelere taşınır. Hücreler bu amino asitlerden genlerindeki özelliklere uygun olarak çeşitli proteinler
sentezler.
Protein yetersizliğinde beklenen olası durumlar:
-Metabolik tepkimelerin aksamasına neden olur.
-Büyüme ve gelişmeyi olumsuz etkiler.
-Vücut direnci düşer, vücudun savunması zayıflar. Çabuk ve kolay hastalanırız.
-Yaralar geç kapanır. Kan geç pıhtılaşır. Kansızlık görülebilir.
-Zihinsel gelişim geriler.
-Karaciğer yetmezliği olabilir.
-Kaslarda kasılma problemleri oluşabilir.
-Vücutta ödem oluşur. (Ödem, deri ve diğer dokularda, hücrelerarası mesafede, normalde bulunması gerekenden daha fazla sıvı
bulunmasıdır.)
- Proteinler vücutta doğrudan depolanamaz, dışarıdan besinler yoluyla alınan proteinlerin fazlası yağa dönüştürülerek depolanır. Bu durum şişmanlığa neden olur, böbrekler ve karaciğerde hasara yol açar. Ayrıca idrarla kalsiyum atılmasına ve gut hastalığına neden olur.
Aminoasitler hiçbir hücre tipinde depolanmazlar, bu nedenle günlük belirli bir miktardaki amino asidin (özellikle esansiyel olanların), protein şeklinde besinlerle birlikte alınması gereklidir.